In 2015 werden in een onopvallend dorp zo'n 450 km van Chennai, India, de overblijfselen gevonden van een stad die teruggaat tot de 3e-6e eeuw voor Christus. Nu zijn wetenschappers in gebroken stukken aardewerk en artefacten van de opgravingslocatie Keeladi meer dan 2,600 jaar geleden gestuit op 's werelds eerste bekende gebruik van nanotechnologie. De bevindingen zijn gedocumenteerd in een paper gepubliceerd in 'Nature' in november 2020.
"Voordien werden de oudst bekende koolstofnanostructuren gevonden in Damascus-bladen uit de 16e-18e eeuw CE," corresponderende auteur van het artikel, zei dr. Nagaboopathy Mohan. De Damascus-bladen (stalen zwaarden)werden in feite ook in India gemaakt. "De techniek voor het coaten die in Damascus-messen wordt gebruikt, lijkt alleen bekend te zijn bij Indianen," Voegde Mohan toe.
Daarvoor werden gouden en zilveren nanodeeltjes gevonden in islamitisch aardewerk uit de 7e-8e eeuw CE en in de Romeinse Lycurgus Cup uit de 4e eeuw CE. Bovendien is een corrosiebestendig azuurpigment bekend als Maya Blauw, voor het eerst geproduceerd in de 9e eeuw CE, werd ontdekt in de pre-Columbiaanse Maya-stad Chichen Itza. Het is een complex materiaal dat klei bevat met nanoporiën waarin indigokleurstof chemisch is gecombineerd om een milieuvriendelijk pigment te creëren.
Nu duwt deze grote archeologische ontdekking in het kleine Indiase dorpje Keeladi het oudst bekende gebruik van nanotechnologie met duizend jaar terug.
Koolstofnanobuisjes zijn buizen van koolstof met een diameter van een miljardste meter. Hun voorkomen werd in 1991 ontdekt door de Japanse wetenschapper Sumio Iijima. Sindsdien hebben onderzoekers veel manieren bedacht om het te synthetiseren. De meest gebruikelijke methode is chemische dampafzetting, legt Mohan uit, waarbij sprake is van een complex proces met hoge temperaturen vanaf 800 ° C.
Dus toen de onderzoekers een zwarte laag op de aardewerkscherven zagen, dachten ze niet dat ze iets buitengewoons zouden vinden. "Eigenlijk verwachtten we een amorfe signatuur te zien - in lekentaal, een houtskoolpasta-achtige coating," Zei Mohan. Maar ze zagen een geavanceerde techniek die bijna 'perfect' was.
De krant zei dat de gemiddelde diameter van deze nanobuisjes tussen 0.6 nanometer bleek te zijn (een nanometer is een miljardste van een meter). De theoretische limiet - een toestand waarin een systeem vrij is van defecten - is 0.4 nanometer.
“In de praktijk is het niet eenvoudig om materiaal te synthetiseren zonder gebreken of in de buurt van de theoretische standaard. Omdat er altijd lokale schommelingen in druk, temperatuur, concentratie enz. Betrokken zijn bij elk syntheseproces, " Legde Mohan uit. "De diameter van koolstofnanobuisjes in Keeladi-coatings, met een diametersluiting tot de theoretische limiet, bevestigt de precieze controle over het fabricageproces en het bewijs van meesterschap in die techniek." Dat is misschien de reden waarom de nanostructuren twee en een half millennia hebben overleefd.
"Wat het Keeladi-aardewerk uniek maakt, is dat de coating zijn oppervlaktestabiliteit en gladheid heeft behouden en de tijdgebonden slijtage overtreft" zei Mohan. Het is mogelijk dat er plantaardige materialen zijn gebruikt die, wanneer ze een bakproces doormaakten voor het maken van aardewerk, temperaturen bereikten die leidden tot de vorming van nanobuisjes. "Maar het exacte fabricage- en coatingproces moet nog worden begrepen."
Koolstofnanostructuren hebben een hoge sterkte en een laag gewicht, en zijn goede geleiders van warmte en elektriciteit. Ze worden nu onderzocht voor gebruik in elektronische apparaten, sensoren, transistors, batterijen en medische apparatuur, naast verschillende andere toepassingen. In de aardewerkscherven van Keeladi zat de zwarte coating aan de binnenkant. Het opent de mogelijkheid dat, hoewel de nederzetting wist hoe ze ze moesten samenstellen, ze zich misschien niet bewust waren van de effecten.
"Als deze pottenbakkerijen werden gebruikt voor eetbare bereiding, dan zou de oude beschaving zich misschien bewust zijn geweest van de cytotoxische aard (menselijke compatibiliteit) van koolstofnanobuisjes," zei de krant. “Het is een weerspiegeling van de vraag 'waren ze zich bewust van de toxiciteit?'. Omdat de giftige aard van koolstofnanobuisjes tot nu toe niet goed bekend is, " zei Mohan.
"Het huidige nationale beleid geeft niet gemakkelijk juridische goedkeuring om een materiaal te gebruiken voor huishoudelijke en eetbare doeleinden als de menselijke compatibiliteit niet duidelijk is gedefinieerd." Dus, voegde hij eraan toe, het volgende dat je moet doen, is het doel van deze coating begrijpen. "Misschien weten we iets groots over deze oude beschaving."
